原子吸收分光光度法-2

生物工業(yè)分析第九章原子吸收分光光度法

第一節(jié)概述第二節(jié)基本原理

第三節(jié)儀器裝置

第四節(jié)定量分析方法

第五節(jié)操作條件的選擇和干擾現(xiàn)象的排除

第六節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用

原子吸收分光光度法第二節(jié)基本原理由于各種元素的原子結(jié)構(gòu)和核外電子排布不同，因此不同元素的原子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)（或由第一激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)）時，吸收（或輻射）的能量不同，因而各種元素的共振線具有不同的波長，所以元素的共振線又稱為元素的特征譜線。因為從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最容易發(fā)生，所以對于大多數(shù)元素來說，共振線是元素所有譜線中最靈敏的譜線。在原子吸收分光光度分析中，就是利用處于基態(tài)的待測定原子蒸氣，對從光源發(fā)射出的待測元素的共振線的吸收來進(jìn)行定量分析的。因而，元素的共振線又稱為分析線。

原子吸收分光光度法圖9-1原子能量的吸收和發(fā)射圖9-2原子吸收示意圖

原子吸收分光光度法原子蒸氣對共振輻射的吸收程度是和蒸氣中的基態(tài)原子數(shù)成正比，也即同原子濃度成正比。當(dāng)一束強(qiáng)度為Ioν、頻率為ν的入射光通過原子蒸氣后，有一部分光被吸收，其透過光的強(qiáng)度Iν與原子蒸氣的厚度L（即火焰的寬度）及原子蒸氣的濃度C的關(guān)系，同有色溶液吸收光的情況完全類似，是服從朗伯比爾定律的，即

Iν=Ioν

e-KνCL（9-1）式中：Ioν——入射光的強(qiáng)度；Iν——透過光的強(qiáng)度；Kν——原子蒸氣對頻率為ν的入射光的吸收系數(shù)；L

——原子蒸氣的厚度；C

——原子蒸氣的濃度。

原子吸收分光光度法由于物質(zhì)的原子對光的吸收具有選擇性，對不同頻率的光的吸收程度不同，所以透過光的強(qiáng)度Iν隨入射光的頻率而有所變化，變化規(guī)律如圖9－3所示。

IνKν

K0/2

圖9－3Iν與ν0的關(guān)系圖9－4吸收線輪廓與半寬度

K0

I0Δν

ν0ν0原子吸收分光光度法由圖9－3可以看出，在頻率為ν0處透過的光最少，亦即吸收的光最多，我們把這種情況叫作原子蒸氣在特征頻率ν0處有吸收線?？梢?，原子的吸收線并不是幾何學(xué)上的線，而是具有一定的寬度，通常稱之為譜線輪廓（或形狀）。若將吸收系數(shù)Kν隨入射光的頻率而變化的關(guān)系作圖（如圖9－4），則吸收線輪廓的意義更清楚。表示表示吸收線輪廓特征的值，是吸收線中心的頻率（或波長）以及吸收線的半寬度。由圖9－4可見，在頻率ν0處，吸收系數(shù)有一極大值K0，在距ν0某一點，Kν值為零。吸收線在中心頻率兩側(cè)具有一定的寬度，通常以吸收系數(shù)等于極大值的一半（K0/2）處，吸收線輪廓上兩點見的距離（即兩點間的頻率差），來表示吸收線的寬度，稱為吸收線的半寬度，以Δν表示。其數(shù)量級約為0.001～O.01nm。同樣，發(fā)射線也具有寬度，不過其寬度要窄得多，一般為0.0005～0.002nm。在實際工作中，目前都是用測定吸收線中心的極大吸收系數(shù)，來計算待測元素的含量，這種方法稱為峰值吸收。

原子吸收分光光度法當(dāng)原子蒸氣的厚度L一定時，設(shè)-KνL=-K；將透光度Iν/Ioν的倒數(shù)取對數(shù)，稱為吸光度A，則（9－1）式可簡化為：

A=-lg（Iν/Ioν）=KC（9-2）

即吸光度A與濃度C成線性關(guān)系。在確定實驗條件下，蒸氣中的原子濃度與樣品中被測元素的實際含量成正比。在實際分析中，只需測量樣品溶液的吸光度與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，即可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的已知濃度計算出樣品中待測元素的濃度。公式（9-2）就是原子吸收分光光度法定量分析的理論依據(jù)。

原子吸收分光光度法第三節(jié)儀器裝置

原子吸收光譜分析所用的儀器稱為原子吸收分光光度計，或稱原子吸收光譜儀。原子吸收分光光度計分單光束型原子吸收分光光度計和雙光束型原子吸收分光光度計兩種。單光束原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)如圖9-5所示。

圖9-5單光束原子吸收分光光度計示意圖

原子吸收分光光度法一、原子吸收分光光度計的組成1．光源光源的作用是輻射待測元素的共振線，作為原子吸收分析的入射光。光源必須具備以下性能：①光源要能發(fā)射待測元素的共振線，而且強(qiáng)度要足夠大；②光源發(fā)射的譜線的半寬度要很窄（是銳線光源），應(yīng)小于吸收線的半寬度，以保證測定的靈敏度和峰值吸收的測量。③輻射光的強(qiáng)度要穩(wěn)定，而且背景發(fā)射要小。在原子吸收分光分析中，能作為光源的有空心陰極燈、無極放電燈和蒸氣放電燈。應(yīng)用最廣泛的是空心陰極燈。

原子吸收分光光度法2．原子化系統(tǒng)原子化系統(tǒng)的作用是提供一定的能量，將試樣中待測元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)原子蒸氣，并使其進(jìn)入空心陰極燈的輻射光程。

（1）火焰原子化器火焰原子化是由燃燒氣體如乙炔-空氣、氫氣-空氣等提供足夠高的溫度，有效地使試樣蒸發(fā)、分解，并使待測元素原子化。①霧化器霧化器的作用是將樣品霧化產(chǎn)生粒徑微細(xì)均勻的氣溶膠。②混合室混合室的作用是將由霧化器來的粒徑較大的氣溶膠凝結(jié)為大液珠，沿泄液管排走；余下的氣溶膠與燃?xì)?、助燃?xì)忸A(yù)先混合均勻進(jìn)入燃燒器，以減少火焰的擾動。原子吸收分光光度法③燃燒室燃燒室的作用是將進(jìn)入火焰的氣溶膠原子化，產(chǎn)生待測元素的基態(tài)原子。當(dāng)采用不同的燃燒器時，注意調(diào)整燃燒器的狹縫寬度和長度，以適應(yīng)不同的燃燒氣的燃燒速率，防止回火爆炸。火焰原子化法的優(yōu)點是火焰穩(wěn)定，燃燒安全，背景噪音低，操作簡便，應(yīng)用范圍廣。不足之處是火焰起稀釋作用，樣品利用率較低，相對無火焰原子化法靈敏度較低。

（2）無火焰原子化無火焰原子化的方法很多，目前應(yīng)用較多的原子化裝置是高溫石墨爐原子化器。高溫石墨爐原子化法是將樣品夾在內(nèi)徑為4mm，外徑為6mm，長約53mm的石墨管中，使樣品發(fā)生蒸發(fā)、熱解、還原及生成碳化物等化學(xué)反應(yīng)，最終生成原子化的蒸氣。

原子吸收分光光度法電熱高溫石墨管原子化器使試樣原子化的程序一般包括一下四個步驟：①干燥主要是除去溶劑。②灰化（分解）主要是使待測物的鹽類分解，并趕走陰離子、破壞有機(jī)物及除去易揮發(fā)的基體。③原子化原子化的作用是使以化合物形式存在的待測元素蒸發(fā)并解離為基態(tài)原子。④高溫除殘將溫度升至大于3000的高溫數(shù)秒鐘，凈化、除去石墨管爐中殘留的分析物，以減少或避免記憶效應(yīng)，冷卻后又可進(jìn)行下一個試樣的測定。

園林美的概念及特征

美的含義美在觀念。就是說，決定事物美與不美的根據(jù)是觀念。美在物本身。就是說，物之所以成為審美對象，是由物本身的自然屬性所致。美在感覺。就是說，事物的美與不美，決定于主體的感覺，感覺到美，事物就美，感覺不到美，事物就不美。園林美的概念

園林美是一種以模擬自然山水為目的，把自然的或經(jīng)人工改造的山水、植物與建筑物按照一定的審美要求組成的建筑綜合藝術(shù)的美。它與自然美、生活美和藝術(shù)美既有緊密聯(lián)系又有區(qū)別，是自然美、生活美與藝術(shù)美的高度統(tǒng)一。園林美的概念及特征園林美的特征

園林中的自然美植物、大自然的山川草木、風(fēng)云雨雪、日月星辰、蟲魚鳥獸以及大自然晦明、陰晴、晨昏、晝夜、春秋的瞬息變化、聲音美等等。園林中的生活美首先應(yīng)該使園林的空氣清新，無污染，水體清透無異味，衛(wèi)生條件良好；第二，要有宜人的小氣候，使氣溫、濕度、風(fēng)等綜合作用達(dá)到理想的要求。第三要避免噪音。要避免噪音的干擾就要在規(guī)劃時深入研究場地環(huán)境，根據(jù)具體情況設(shè)置防護(hù)林或采取消音和隔音的處理。第四植物種類要豐富，生長健壯繁茂，形成立體景觀。第五要有方便的交通，完善的生活福利設(shè)施，適合園林的文化娛樂活動和美麗安靜的休息環(huán)境。園林中的藝術(shù)美桂林山水甲天下園林構(gòu)圖的基本規(guī)律園林綠地構(gòu)圖的含義在一定的空間內(nèi)，結(jié)合各種園林綠地的功能要求對各種構(gòu)景要素的取舍、剪裁、配布以及組合稱為園林綠地藝術(shù)構(gòu)圖。園林綠地構(gòu)圖的特點綜合性時空的規(guī)定性、延續(xù)性、變化性和持久性整體性和可分割性園林構(gòu)圖的基本規(guī)律

比例與尺度

園林綠地構(gòu)圖的比例是指園景和景物各組成要素之間空間形體體量的關(guān)系，不是單純的平面比例關(guān)系，包含兩方面的意義，一是園林景物、建筑物整體或者某個局部長、寬、高之間的關(guān)系；另一個是園林景物、建筑物整體與局部，或者局部與局部空間形體、體量大小的關(guān)系。和諧的比例是完美構(gòu)圖的條件之一，可以使人產(chǎn)生美感。園林綠地構(gòu)圖的尺度是景物與人的身高、使用活動空間的度量關(guān)系。這是因為人們習(xí)慣用人的身高和使用活動所需要的空間為視覺感知的度量標(biāo)準(zhǔn)，如臺階的寬度不小于30cm(人腳長)，高度為12~19cm為宜，欄桿、窗臺高1m左右。又如人的肩寬決定路寬，一般園路寬能容二人并行，寬度以1.2~1.5m較合適。園林構(gòu)圖的基本規(guī)律

均衡與穩(wěn)定均衡：園林布局中要求園林景物的體量關(guān)系符合人們在日常生活中形成的平衡安定的概念，所以除少數(shù)動勢造景外（如懸崖、峭壁等），一般藝術(shù)構(gòu)圖都力求均衡。均衡可分為對稱均衡和非對稱均衡。穩(wěn)定：自然界的物體，由于受到地心引力的作用，為了維持自身的穩(wěn)定，靠近地面的部分往往大而重，而在上面的部分則小而輕，給人以穩(wěn)定的感覺。園林布局中穩(wěn)定是指園林建筑、山石和園林植物等上下、大小所呈現(xiàn)的輕重感的關(guān)系而言。園林構(gòu)圖的基本規(guī)律對比與調(diào)和使園林中不同藝術(shù)形象和不同功能要求的局部，求得一定的共同性與相互轉(zhuǎn)化，這種構(gòu)圖上的技法稱為調(diào)和，調(diào)和有相似調(diào)和與近似調(diào)和。對比的作用一般是為了突出表現(xiàn)一個景點或景觀，使之鮮明顯著，引人注目。對比的手法：形象的對比、體量的對比、方向的對比、空間的對比、明暗的對比、虛實的對比、色彩的對比、質(zhì)感的對比、疏密對比、動靜對比園林構(gòu)圖的基本規(guī)律

節(jié)奏與韻律所謂韻律與節(jié)奏即是某些組成因素作有規(guī)律的重復(fù)，在重復(fù)中又組織變化。韻律與節(jié)奏能賦予園林以生氣活躍感，表現(xiàn)出情趣和速度感。重復(fù)是獲得韻律的必要條件，但只有簡單的重復(fù)則易感單調(diào)，故在韻律中又要有節(jié)奏上的變化。園林構(gòu)圖中的韻律與節(jié)奏方式：簡單韻律、交替韻律、漸變韻律、起伏韻律、擬態(tài)韻律、交錯韻律漸變漸變是按一定順序發(fā)生、發(fā)展的、連續(xù)的、逐漸的變化。例如自然界中一年四季的季相變化；天穹中自天空到地平線的色彩變化；人的視野由近到遠(yuǎn)，物體從清晰到模糊的過程，建筑墻面由于光源影響所呈現(xiàn)的由明到暗以及色彩上逐漸的轉(zhuǎn)變等均屬之。

圖3-4韻律與節(jié)奏園林構(gòu)圖的基本規(guī)律

多樣與統(tǒng)一多樣是指宇宙萬物間諸多事物千差萬別的差異性、個性，而統(tǒng)一則指各種具有差異性的個性事物間所蘊(yùn)藏的整體性、共性。

多樣統(tǒng)一的原則在園林中的應(yīng)用是指園林中的各組成部分，它們的體形、體量、色彩、線條、形式、風(fēng)格等，要求有一定程度的相似性或一致性，給人以統(tǒng)一的感覺。由于—致性程度的不同，引起統(tǒng)一感的強(qiáng)弱也不同。十分相似的一些園林組成部分即產(chǎn)生整齊、莊嚴(yán)、肅穆的感覺，但過分一致又覺呆板、郁悶、單調(diào)。所以園林中常要求統(tǒng)一當(dāng)中有變化，或是變化當(dāng)中有統(tǒng)一，也就是“多樣統(tǒng)一”的原則。園林構(gòu)圖的基本規(guī)律比擬聯(lián)想摹擬對植物的擬人化運(yùn)用園林建筑、雕塑造型產(chǎn)生的比擬聯(lián)想遺址訪古產(chǎn)生聯(lián)想風(fēng)景題名、題詠、對聯(lián)、匾額、摩崖石刻所產(chǎn)生的比擬聯(lián)想園林綠地構(gòu)圖的基本手法

園林造景

景與賞景園林賞景園林造景的方法組景

景點與景區(qū)空間組織導(dǎo)游線和風(fēng)景視線景景

是以自然物為主體所形成的，能引起美感的審美對象，而且必定是以時空為特點（景的最佳觀賞時間、空間）的多維空間，具有詩情畫意，令人賞新悅目，使人流連。園林中的景

是指在園林綠地中，自然或經(jīng)人工創(chuàng)造的，以能引起人的美感為特征的一種供作游憩觀賞的空間環(huán)境。杭州西湖十景（斷橋殘雪、蘇堤春曉、平湖秋月、三潭映月、柳浪聞鶯、雷峰夕照、曲院風(fēng)荷、雙峰插云、花港觀魚、南屏晚鐘）、燕京八景、圓明園四十景、避暑山莊七十二景……賞景的方式動態(tài)觀賞——游注重景觀的體量、輪廓和天際線，沿途重點景物應(yīng)有適當(dāng)?shù)囊暰?，注意景物的連續(xù)性、節(jié)奏性和整體性。“游而不息，使人精疲力竭；息而不游，失去游覽的意義”。靜態(tài)觀賞——息靜態(tài)觀賞是旅游者在一定的位置上，面對風(fēng)景的一種欣賞活動，或緩慢的移動視線，仔細(xì)地玩味其中的奧妙。如果移動過快，就不易感受其中的美。象頤和園中的諧趣園（園中園）、北海中的靜心齋，蘇州的網(wǎng)獅園，其特點是小巧精美，以小觀大，以少勝多，都適合靜態(tài)觀賞，仔細(xì)玩味。整個畫面是一幅靜態(tài)立體風(fēng)景畫，觀賞點是攝影和畫家寫生的地方。賞景的方式平視、仰視、俯視平視—平靜、深遠(yuǎn)、安寧，與地平線平行，如安靜休息區(qū)仰視—感染力強(qiáng)，壓抑感，情緒緊張，休療養(yǎng)地不宜俯視：高處向遠(yuǎn)處看—鳥瞰畫面，凌空感、深遠(yuǎn)；高處向下看—險峻、有征服感原子吸收分光光度法與火焰原子化法相比較，石墨爐原子化法的主要優(yōu)點是：①具有較高的并且可調(diào)的溫度；②氣態(tài)原子在測定區(qū)停留的時間比在火焰中長100～1000倍；③液體或固體試樣均可測定，而且用量極少；④原子化效率高，試樣利用率達(dá)百分之百；⑤靈敏度高，其絕對檢出極限可達(dá)10－6～10-14；⑥由于是在充有惰性氣體的氣室中，并有強(qiáng)還原性石墨介質(zhì)的條件下進(jìn)行原子化的，因此有利于難解離氧化物的原子化。除殘溫原子化度灰化干燥

時間

圖9－6石墨爐升溫程序示意圖

原子吸收分光光度法石墨爐原子化法的主要缺點是：①由于取樣量少，試樣組成的不均勻性影響較大，所以石墨爐原子化法的精密度不如火焰原子化法好；②有時記憶效應(yīng)嚴(yán)重；③石墨爐原子化法的設(shè)備復(fù)雜、價格昂貴。

3．光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)又稱分光系統(tǒng)或單色器。原子吸收分光光度計的光學(xué)系統(tǒng)主要由色散元件、狹縫及凹面反射鏡組成。圖9-7是常用的分光系統(tǒng)的光路圖之一。

圖9-7分光系統(tǒng)示意圖

原子吸收分光光度法4．檢測系統(tǒng)（1）檢測器檢測器的作用是將單色器分出的光訊號進(jìn)行光點轉(zhuǎn)換。在原子吸收分光光度計中常用光電倍增管做檢測器。（2）放大器放大器的作用是將光電倍增管輸出的電壓信號進(jìn)行放大。（3）對數(shù)變換器對數(shù)變換器的作用是使信號在進(jìn)入指示儀表之前，進(jìn)行對數(shù)變換，使給出的電壓信號變化與試樣濃度呈線性關(guān)系，在指示儀表上顯示出與試樣濃度成正比例的數(shù)值。（4）指示儀表測定值最終由指示儀表表示出來。原子吸收分光光度法二、原子吸收分光光度計的操作（1）安放待測元素的空心陰極燈，調(diào)至適當(dāng)?shù)臒綦娏?。儀器要充分預(yù)熱到正常的工作狀態(tài)才能開始使用。（2）調(diào)節(jié)狹縫和燃燒器高度。（3）選擇并調(diào)整好待測元素的特征波長。（4）調(diào)節(jié)燃?xì)馊缈諝?乙炔流量、點火，并調(diào)整火焰至所需的工作狀態(tài)。（5）用電表或記錄器指示吸光度。噴入蒸餾水，調(diào)零，吸入試液，數(shù)秒種后吸光度讀數(shù)達(dá)到平衡位置，讀數(shù)。（6）取下試液，換上蒸餾水記錄零線。

原子吸收分光光度法（7）吸入與試液濃度相近似的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待吸光度讀數(shù)平衡后讀數(shù)，再換上蒸餾水記錄零線，這樣就完成一份未知試液的簡單測定。（8）記錄如下條件：空心陰極燈的種類，燈電流，狹縫寬度，火焰的測定位置，測定波長，燃?xì)鈿鈮夯蛄髁?，助燃?xì)鈿鈮夯蛄髁浚瑔挝粫r間內(nèi)對試液的吸入量等。對于同一份試液重復(fù)測定的次數(shù)，可根據(jù)所需的準(zhǔn)確度及儀器的穩(wěn)定性來決定。一般測定四、五份未知試液后，重復(fù)測定標(biāo)準(zhǔn)溶液一次，以檢查儀器測定過程中的穩(wěn)定情況。如果待測元素濃度太高，吸光度大于1.0時，可轉(zhuǎn)動燃燒器減少吸收光路的長度，從而降低靈敏度。如果待測元素濃度太低，可采用標(biāo)尺擴(kuò)展裝置。

原子吸收分光光度法第四節(jié)定量分析方法一、靈敏度（S）

1.百分靈敏度在火焰原子吸收光譜分析中，通常把能產(chǎn)生1%吸收（或0.0044吸光度）時，待測元素在水溶液中的濃度（μg/mL），稱為百分靈敏度或相對靈敏度?？捎忙蘥/mL/1%或ppm/1%表示。百分靈敏度的測定，不是必須測出1%吸收時的濃度，它可以按下式計算S=μg/mL/1%式中：C——被測溶液的濃度（μg/mL）；A——被測溶液的吸光度。

C×0.0044A原子吸收分光光度法2．絕對靈敏度絕對靈敏度定義為能產(chǎn)生1%吸收（或0.0044吸光度）時，待測元素在水溶液中的質(zhì)量。常用pg/1%或g/1%表示（1pg=10-12g）。

二、檢出極限（DL）

1.相對檢出極限在火焰原子吸收光譜分析中，通常把能產(chǎn)生二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的讀數(shù)時，待測元素在水溶液中的濃度，定義為相對檢出極限。用μg/mL或ppm表示。相對檢出極限可由下式計算

DL=μg/mL

C×2σ

A原子吸收分光光度法式中：C——待測元素在水溶液中的濃度（μg/mL）；A——待測溶液的吸光度；σ——標(biāo)準(zhǔn)偏差（噪音電平）。是指空白溶液或接近空白的標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)至少十次連續(xù)測定，所得吸光度值算出的。2.絕對檢出極限在石墨爐原子吸收光譜分析中，通常把能產(chǎn)生二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的讀數(shù)時，待測元素的質(zhì)量，定義為絕對檢出極限。通常用Pg或g表示。一些常見元素的原子吸收分析的靈敏度和檢出極限見表9-1。

原子吸收分光光度法測定波長火焰原子化法石墨坩堝法元素（nm）檢出極限①（μg/mL）靈敏度②（μg/mL·1%）絕對檢出極限（g）絕對靈敏度（g/1%）Ag328.10.0020.083×10-141×10-13Al*309.30.021.1

1×10-12As193.70.051

Au242.80.010.5

1×10-12Ba*553.60.0080.4

6×10-12Bi223.10.0250.7

Ca*422.7<0.00050.03

4×10-13Cd228.80.0020.033×10-158×10-14Co240.70.010.1

2×10-12表9-1原子吸收分光光度法測定部分元素的靈敏度和檢出極限

原子吸收分光光度法測定波長火焰原子化法石墨坩堝法元素（nm）檢出極限①（μg/mL）靈敏度②（μg/mL·1%）絕對檢出極限（g）絕對靈敏度（g/1%）Cr357.90.0030.15

2×10-12Cu324.70.0010.1

6×10-13Fe248.30.0050.15

1×10-12Ga287.40.052.3

1×10-12Hg253.70.2515

8×10-11K766.5<0.0020.1

Mg285.2<0.00010.008

4×10-14Mn279.50.0020.083×10-142×10-13Na589.0<0.00020.04

Ni232.00.0020.1

原子吸收分光光度法測定波長火焰原子化法石墨坩堝法元素（nm）檢出極限①（μg/mL）靈敏度②（μg/mL·1%）絕對檢出極限（g）絕對靈敏度（g/1%）Pb283.30.010.5

2×10-12Sb217.50.041

Se196.00.052

9×10-12Si*251.60.021.2

5×10-14Sn224.60.011.2

Sr460.70.0020.2

1×10-12Ti*264.30.041.4

4×10-11V*318.40.041.3

Zn213.8<0.0010.04

3×10-14①用Perkin-Elmer403型原子吸收分光光度計。②用Perkin-Elmer303型原子吸收分光光度計。*用N2O-C2H2火焰。

原子吸收分光光度法三、定量方法

1.工作曲線法原子吸收光譜分析的工作曲線法，與紫外-可見分光光度分析法中的工作曲線法相似。根據(jù)樣品的實際情況，配制一系列不同濃度的與樣品溶液基本組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在選定的實驗條件下，用空白溶液（參比液）調(diào)零后，將所配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液由低濃度到高濃度依次噴入原子化裝置，分別測定其吸光度A。以待測元素的濃度C（或所取標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V）為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)繪制A-C標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如圖9-8所示。然后在完全相同的實驗條件下，噴入待測試樣溶液，根據(jù)測得的吸光度Ax，由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求出試樣中待測元素的含量Cx。

原子吸收分光光度法吸光度A溶液濃度C

待測元素吸光度

待測元素濃度

圖9-8吸光度-濃度標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法具有簡單、快速的特點，可用于同類大批量樣品的分析。但是它只適用于樣品組成簡單或共存元素沒有干擾的試樣。它的主要缺點是基體的影響較大。原子吸收分光光度法為保證測定的準(zhǔn)確度，采用工作曲線法時應(yīng)注意以下幾點：①標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，應(yīng)在吸光度與濃度成直線關(guān)系的范圍內(nèi)，其吸光度值應(yīng)在0.2?～0.8之間，以減少讀數(shù)誤差。②標(biāo)準(zhǔn)溶液的基體組成標(biāo)準(zhǔn)溶液的基體的組成應(yīng)與待測試樣盡可能一致，以減少因基體不同而產(chǎn)生的誤差。③操作條件整個測定過程中，光源、噴霧、火焰、單色器通帶、檢測器等儀器的操作條件應(yīng)當(dāng)保持恒定。④空白調(diào)零將含有與試樣相似組分，而不含待測元素的空白溶液預(yù)先噴霧，用于儀器調(diào)零，以扣除本底空白；或測量其吸光度，從試樣的吸光度中扣除。⑤每次測定都應(yīng)同時繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

原子吸收分光光度法2．標(biāo)準(zhǔn)加入法若試樣的基體組成復(fù)雜，待測試樣的確切組成不清，或測定純物質(zhì)中極微量的雜質(zhì)元素時，往往采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。取若干份（不少于四份）體積相同（例如均為10mL）的試樣溶液于型號相同的若干個比色管中，從第二個比色管開始依次分別加入濃度為C0的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為V0、2V0、3V0、4V0……等。然后用溶劑或蒸餾水稀釋至相同的體積后搖勻。在相同的實驗條件下，依次測得各比色管中溶液的吸光度為Ax、A1、A2、A3、A4……等.以吸光度A為縱坐標(biāo),以所取標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（或以比色管中標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度而不是原來標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度）為橫坐標(biāo)繪制A-C曲線如圖9-9所示。外延曲線與橫坐標(biāo)相交于一點（Cx），此點即為稀釋后的試樣溶液中待測元素的濃度。由此即可求得原試樣溶液中待測元素的濃度。

原子吸收分光光度法

CAxCxA圖9-9標(biāo)準(zhǔn)加入法工作曲線

原子吸收分光光度法使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法應(yīng)注意以下幾點：①待測元素的濃度應(yīng)與其對應(yīng)的吸光度呈直線關(guān)系。②在第二個比色管中加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液的濃度之比應(yīng)當(dāng)接近。這可以通過試噴試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液，比較兩者的吸光度來判斷。③標(biāo)準(zhǔn)加入法只能消除基體效應(yīng)帶來的影響，不能消除分子吸收、背景吸收帶來的影響。④繪圖中形成斜率太小的曲線，容易引起較大的誤差。⑤繪制曲線最少應(yīng)采用四點（包括試樣溶液）來作外推曲線，以減少實驗誤差。原子吸收分光光度法3．直接加入法和緊密插入法直接比較法對低濃度范圍的測定使用，其測定的基礎(chǔ)是光吸收定律，即吸光度與濃度成正比。實際分析中要求樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度相近。樣品溶液中待測元素的含量按下式計算:式中：AS—標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度；

AX—樣品溶液的吸光度；

CS—標(biāo)準(zhǔn)溶液中的濃度；

CX—樣品溶液中的濃度。原子吸收分光光度法緊密內(nèi)插法，實質(zhì)上是利用工作曲線中的一小部分，選取曲線上接近的兩點作為標(biāo)準(zhǔn)，這兩點連線可看作近似于直線。待測元素的工作曲線往往不是一條直線，特別在高吸光度區(qū)域內(nèi)，常常發(fā)生不同程度的彎曲，此時可用緊密內(nèi)插法定量。方法是先用直接比較法試測試樣中待測元素的大致濃度，然后配制2份標(biāo)準(zhǔn)溶液，一份標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度比被測溶液中待測元素的濃度高，另一份標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度比被測溶液中待測元素的濃度低，同時測定這兩份標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測試液的吸光度，然后連接這兩點標(biāo)準(zhǔn)以用作工作曲線，從曲線中可查得待測元素的濃度，如圖9-10所示。

C1CxC2A2AxA1圖9-10緊密插入法

4．間接分析法

原子吸收分光光度法第五節(jié)操作條件的選擇和干擾現(xiàn)象的排除一、操作條件的選擇

1.空心陰極燈工作電流的選擇

①選擇適當(dāng)濃度的待測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其吸光度在0.2～0.6之間；②空心陰極燈預(yù)熱穩(wěn)定后（約需10～30min），以1～2mA的步幅改變燈電流，測定吸光度；③繪制燈電流－吸光度曲線，選擇吸光度高的燈電流作為工作電流。原子吸收分光光度法2.火焰的選擇一般的選擇原則是，若在火焰中容易生成難解離化合物的元素以及易生成耐熱氧化物的元素，應(yīng)當(dāng)選用高溫火焰；而對于易電離易揮發(fā)的堿金屬元素，應(yīng)當(dāng)選用低溫火焰。原子吸收分光光度計所采用的火焰，主要是乙炔－空氣和乙炔－一氧化二氮。乙炔－空氣火焰是應(yīng)用最廣的火焰，火焰溫度可達(dá)2300℃，能夠測定大多數(shù)元素；乙炔－一氧化二氮火焰的溫度高，可達(dá)2900℃，并可形成還原性很強(qiáng)的氣氛，用于測定在乙炔－空氣火焰中難解離的元素，如：鉛、硅、硼、鎢、釩、鋯等。除以上兩種火焰外，還有空氣－氫氣火焰，它溫度低，但在短波部分吸收少，適合于測定分析線在230nm以下的元素。

原子吸收分光光度法3.分析線的選擇

常選用最靈敏的共振線作為分析線。但為了克服某些干擾，以及待測元素含量高時，也可選擇次靈敏線或其他譜線作為分析線。

常見元素的分析線和火焰類型見表9－2。

4.吸收高度選擇吸收高度指光通過火焰的高度。合適的火焰高度應(yīng)當(dāng)通過實驗來選擇。其方法是噴入一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，緩慢移動燃燒器，每改變一定高度重調(diào)零點，然后測定其吸光度，在獲得最大吸收處即為合適的火焰高度。

原子吸收分光光度法元素分析線（nm）檢出限（μg/mL）火焰元素

分析線（nm）檢出限（μg/mL）火焰Ag328.10.002ALa550.15BAl309.30.01BLi670.8<0.0005AAs193.70.2CMg285.20.0001AAu242.80.01AMn279.50.0015AB249.82BMo313.30.025BBa553.61ANa598.00.002ABe234.90.01BNi232.00.002ABi223.10.05APb283.30.01ACa422.70.001APd244.80.01ACd228.80.002APt265.90.05ACo240.70.004ASb217.60.15ACr357.90.004ASi251.60.3BCu324.80.0015ASn224.60.01AFe248.30.006ATi364.30.07BHg253.70.5AV318.50.04BK766.50.002AZn213.90.0008A表9－2常見元素的分析線和火焰類型

注:①表中火焰類型中A表示空氣-乙炔火焰；B表示乙炔-一氧化二氮火焰；C表示空氣-氫氣火焰。②本表中的檢出限與表9-1中的有出入，是由于實驗條件不同引起的。

原子吸收分光光度法5.狹縫寬度的選擇

合適的狹縫寬度可通過實驗確定，具體方法是：將試液噴入火焰，調(diào)節(jié)狹縫寬度，測定不同狹縫寬度時的吸光度。當(dāng)測得在某一狹縫寬度時，吸光度趨于穩(wěn)定，再調(diào)整狹縫時，吸光度立即減少。不引起吸光度減小的最大狹縫寬度，就是應(yīng)該選擇的最合適的狹縫寬度。

6.助燃?xì)怏w與燃?xì)獾牧髁勘?/p>

最佳流量比應(yīng)通過實驗選定，即配制一標(biāo)準(zhǔn)溶液噴入火焰，再固定助燃?xì)饬髁康臈l件下，改變?nèi)細(xì)饬髁?，測出吸光度值。吸光度最大時的燃?xì)饬髁?，就是最佳燃?xì)饬髁?。實際工作中，對空氣-乙炔火焰調(diào)節(jié)流量，使火焰呈淡藍(lán)色狀態(tài)下進(jìn)行測定；一氧化二氮-乙炔火焰調(diào)節(jié)流量比1：1左右。

原子吸收分光光度法7.試液提取量的選擇一般選擇試液提取量在3～6ml/min范圍，具有最佳吸收靈敏度。最佳試液提取量應(yīng)通過實驗選擇，具體方法是：在保持一定的燃助比與一定的總氣體流量的條件下，調(diào)節(jié)毛細(xì)管與噴嘴口之間的相對位置，改變試液提取量，測定吸光度隨霧化器提取量的變化，當(dāng)達(dá)到最大吸光度值時的提取量，就是最佳試液提取量。

原子吸收分光光度法二、干擾現(xiàn)象的排除

1．化學(xué)干擾常見的化學(xué)干擾形式有：①與共存組分生成更穩(wěn)定的化合物；②生成了難熔的氧化物、氮化物或碳化物；幾種消除化學(xué)干擾最常用的方法：（1）加入釋放劑（抑制劑）可加入一種試劑如過量的金屬鹽類，使之與試液中的干擾元素形成更穩(wěn)定或更難離解的化合物，從而使待測元素釋放出來，從而達(dá)到消除干擾的目的。所加入的這種試劑稱為釋放劑或抑制劑。常用的釋放劑有La、Sr、Mg、Ca等的鹽類。

原子吸收分光光度法（2）加入保護(hù)劑（又稱配合劑或保護(hù)絡(luò)合劑）保護(hù)劑的作用機(jī)理有三種形式：①保護(hù)劑與待測元素形成穩(wěn)定配合物，使待測元素不再與干擾元素化合成難解離的化合物；②保護(hù)劑與干擾元素形成穩(wěn)定配合物而不與待測元素反應(yīng)；③保護(hù)劑與待測元素、干擾元素均形成穩(wěn)定的配合物，避免待測元素與干擾元素形成難揮發(fā)的化合物。一些常用的抑制干擾的試劑見表9－3。原子吸收分光光度法測定元素試劑類型干擾元素MgLa釋放劑Al,Si,PO43-,SO42-Mg,Ca,BaSr釋放劑Al,Be,Fe,Si,NO3-,SO42-,PO43-CaMg釋放劑Al,Si,PO43-,SO42-

Mg,K,NaBa釋放劑Al,FeMgCa釋放劑Al,FMgSr釋放劑Al,FCaMg+HClO4釋放劑Al,P,Si,SO42-Ca,Mg,BaSr+HClO4釋放劑Al,P,BSrNd,Pr釋放劑Al,P,BCa,SrNd,Sm,Y釋放劑Al,P,B表9－3常用的抑制干擾的試劑

原子吸收分光光度法測定元素試劑類型干擾元素Ca,ZnFe釋放劑SiCrLa釋放劑Al,PCrY釋放劑Al,BMgNi釋放劑Al,SiMg,Ca,Sr,Ba甘油高氯酸保護(hù)劑Al,Fe,Th,稀土,Si,B,Cr,Ti,PO43-,SO42-

Na,CrNH4Cl保護(hù)劑AlMoNH4Cl保護(hù)劑Sr,Ca,Ba,PO43-,SO42-CrNH4Cl保護(hù)劑Fe,Mo,W,MnCa乙二醇保護(hù)劑PO43-Ca甘露醇保護(hù)劑PO43-原子吸收分光光度法測定元素試劑類型干擾元素Ca,Sr葡萄糖保護(hù)劑PO43-Ca水楊酸保護(hù)劑AlCa乙酰丙酮保護(hù)劑AlCa,Sr蔗糖保護(hù)劑P,BMg,CaEDTA配合劑AlMg,Ca8-羥基喹啉配合劑AlCrK2S2O7配合劑Al,Fe,TiCrNa2SO4配合劑可抑制16種元素的干擾

Na2SO4+CuSO4—可抑制鎂等十幾種元素的干擾原子吸收分光光度法（3）加入緩沖劑即在標(biāo)準(zhǔn)溶液和式樣溶液中，都加入大量的干擾成分，當(dāng)加入量達(dá)到一定值時，可使干擾趨于穩(wěn)定，不再變化。這種含有干擾成分的試劑稱為緩沖劑。但這種方法不是很理想的，因為它大大地降低了測定的靈敏度，并且不是經(jīng)常有效的。（4）化學(xué)分離如用上述方法不能滿意解決時，則樣品必須經(jīng)過萃取、離子交換、沉淀等化學(xué)分離處理以除去干擾元素。最常用的化學(xué)分離方法是有機(jī)溶劑萃取分離。（5）改變火焰溫度對某些由于生成難熔、難解離化合物的干擾，可以通過改變火焰的種類，提高火焰的溫度來消除。原子吸收分光光度法2．物理干擾物理干擾是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過程中，由于試樣任何物理性質(zhì)（如溶質(zhì)或溶劑的粘度，表面張力等）的變化而引起的吸光度下降的現(xiàn)象。它主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小及其分布、溶劑與固體顆粒的蒸發(fā)等，是一種非選擇性干擾。消除物理干擾一般采用以下方法：①配制與待測試液基本相一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液，這是最常用的防止物理干擾的方法；②當(dāng)配制與待測試液基本相一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液有困難時，可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法；原子吸收分光光度法③當(dāng)待測元素在試液種濃度較高時，可以用稀釋溶液的方法來降低或消除物理干擾；④在試液中加入有機(jī)溶劑，改變試液的粘度合表面張力，提高噴霧速率和霧化速率，增加基態(tài)原子在火焰中的停留時間，提高分析的靈敏度；另一方面，加入有機(jī)溶劑灰增加火焰的還原性，從而使難揮發(fā)、難熔化合物解離為基態(tài)原子，多數(shù)情況下，有機(jī)溶劑使用酮類或酯類效果較好。

原子吸收分光光度法3．電離干擾電離干擾使由于原子發(fā)生電離引起的干擾。原子電離的結(jié)果使火焰中存在的待測元素的基態(tài)原子數(shù)減少，導(dǎo)致吸光度下降，從而使測定結(jié)果偏低。由于原子電離引起的基態(tài)原子數(shù)減少的數(shù)量，與火焰溫度和該元素的電離電位有關(guān)?；鹧鏈囟仍礁?，元素的電離電位越低，則電離度越大，基態(tài)原子數(shù)減少越多。因此，電離干擾主要發(fā)生于電離電位較低的堿金屬和堿土金屬。消除電離干擾的方法一是通過控制或改用較低溫度的火焰來排除；另一方法是加入消電離劑（如鈉、鉀、銣、銫等），這些易電離元素在火焰中強(qiáng)烈電離，將抑制待測元素基態(tài)原子的電離作用。原子吸收分光光度法4．光譜干擾這種干擾主要來自儀器和光源，有時也與共存元素有關(guān)。它通常使分析線與相鄰譜線不能完全分開，或者分析線有時會被火焰中待測元素的原子以外的其它成分所吸收，從而降低了測定的靈敏度，使標(biāo)準(zhǔn)曲線彎曲。消除光譜干擾的方法是減小狹縫寬度或選用其它的分析線，或使標(biāo)準(zhǔn)試樣和待測試樣的組成更接近以抑制干擾的發(fā)生。5．背景干擾（1）背景吸收它是指待測元素的基態(tài)原子以外的其它物質(zhì)對共振線產(chǎn)生吸收而造成的干擾，是一種非原子性吸收。背景吸收包括光散射、分子吸收和火焰吸收。

原子吸收分光光度法光散射是由于濃的試樣溶液在火焰中形成了高度分散的固體顆粒，它對入射光產(chǎn)生散射作用，使其中一部分不能進(jìn)入單色器，造成假吸收，使測定結(jié)果偏高。光散射與入射光的波長成反比，隨基體濃度的增大而增大。分子吸收是寬帶吸收，分子吸收干擾使吸光度值增大，分析結(jié)果偏高。這是由于在原子化時，其中存在的某些基態(tài)分子，其吸收帶與待測元素共振線重迭，從而導(dǎo)致吸光度增加。應(yīng)用低溫火焰時，堿金屬鹵化物在大部分紫外區(qū)有吸收，若與被測元素吸收線重迭，就能發(fā)生分子吸收干擾。采用高溫火焰（如N2O－C2H2火焰）可使分子質(zhì)點離解而消除干擾。被測溶液中的無機(jī)酸也可產(chǎn)生分子吸收。硝酸、鹽酸的分子吸收很小，因此宜采用其作介質(zhì)，而避免用磷酸、硫酸?；鹧鏆怏w燃燒時，半分解產(chǎn)物OH、CH、C2、CN等在遠(yuǎn)紫外區(qū)會產(chǎn)生分子吸收干擾。這種干擾可通過調(diào)整零點予以消除，對結(jié)果影響不大，但嚴(yán)重影響穩(wěn)定性。

原子吸收分光光度法（2）火焰發(fā)射主要是分子帶的發(fā)射，如OH、CH、C2、CN等。以高溫氧化亞氮-乙炔火焰比較嚴(yán)重。這種干擾在交流放大系統(tǒng)中，只增加噪音，可適當(dāng)增加燈電流，以提高輻射強(qiáng)度來改善信噪比。消除背景吸收干擾的最簡單的方法是配制一個組成與試樣溶液完全相同，只是不含有待測元素的空白溶液，以此調(diào)零即可消除背景吸收；也可采用鄰近非吸收線扣除背景，或采用氘燈校正法等扣除背景干擾。

原子吸收分光光度法第六節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用一、測定前的準(zhǔn)備1．試樣的處理

通常需將固體試樣制備成溶液。在分解試樣的過程中，應(yīng)盡可能不引進(jìn)對被測元素有干擾的物質(zhì)。無機(jī)固體試樣的分解，通?？刹捎盟岱纸夥?、堿熔融法或高壓溶樣法。有機(jī)固體樣品，用干法或濕法（先在電爐上處理，然后在高溫爐中灼燒）消化有機(jī)物，再將消化后的殘留物溶解再適當(dāng)?shù)娜軇┲?。如果濕As、Se、Hg、Sb、Cd、Pb等易揮發(fā)的元素，應(yīng)用濕法灰化。原子吸收分光光度法固體樣品也可利用石墨爐原子化器直接分解，控制溫度，在原子化階段前，在干燥和灰化階段使有機(jī)物基體除去。試樣中溶質(zhì)含量一般應(yīng)控制在1～2%，不超過5%。無機(jī)液體試樣一般可直接進(jìn)樣。濃度過高，用水適當(dāng)稀釋。有機(jī)液體試樣，可以用相同的有機(jī)液體作空白，如果干擾測定，用HNO3、HCl、HClO4消解后測定。在火焰原子化法中，以稀鹽酸活硝酸作介質(zhì)為佳，因為硫酸有分子吸收，磷酸產(chǎn)生化學(xué)干擾。在石墨爐法中，采用硝酸為介質(zhì)，由于一些金屬氯化物在灰化階段易揮發(fā)造成損失（例如Cd、Zn等）或產(chǎn)生基體干擾（NaCl、CaCl2、MgCl2等）。

原子吸收分光光度法2．標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制以制備試樣用的同樣溶劑，來制備待測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液。先配制濃度為1mg/mL的儲備液，然后按需要逐級稀釋，酸度約1%鹽酸。一般，濃度小于1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，應(yīng)在當(dāng)天配制。稀標(biāo)準(zhǔn)溶液宜貯存于聚乙烯塑料瓶中。標(biāo)準(zhǔn)系列濃度的最佳范圍約為能得到0.1～0.5的吸光度值。一般以等差間隔配制5個點，并隨帶空白。標(biāo)準(zhǔn)系列溶液應(yīng)含有與試液大致相同的酸度和基本元素。

原子吸收分光光度法二、原子吸收分光光度計的應(yīng)用實例實驗一鉛的原子吸收分光光度計測定①基本原理試樣經(jīng)處理后，導(dǎo)入原子吸收分光光度計中原子化，吸收283.3nm共振線，其吸光度與鉛含量成正比，由鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線比較定量。

②試劑與儀器

試劑（a）硝酸（b）6N硝酸量取38mL硝酸，加水稀釋至100mL。（c）0.5%硝酸量取1mL硝酸，加水稀釋至200mL。（d）10%硝酸量取10.5mL硝酸，加水稀釋至100mL。原子吸收分光光度法（e）過硫酸銨（f）鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液精密稱取1.0000g金屬鉛（99.99%）分次加入6N硝酸溶解，總量不超過37mL，移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度。此溶液每毫升相當(dāng)于1mg鉛。鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液:吸取10.0mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液置于100mL容量瓶中，加0.5%硝酸稀釋至刻度。再吸上述稀釋液10.0mL，置于1000mL容量瓶中，加0.5%硝酸稀釋至刻度，即為每毫升相當(dāng)于1μg鉛的標(biāo)準(zhǔn)使用液。儀器原子吸收分光光度計。

原子吸收分光光度法③測定步驟

（a）試樣處理（?。┕阮愒嚇映ネ鈿ぃニ?，過20目篩，混勻。稱取1.0～5.0g置于瓷坩堝中，加5mL硝酸放置30min，小火蒸干，繼續(xù)加熱炭化，移入高溫爐中，500℃灰化1h，取出放冷，再加1mL